有机化学实验与实训-21世纪高等院校精品课程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:厦门大学出版社

作者:周文富

出品人:

页数:341 页

译者:

出版时间:2006年8月1日

价格:39.0

装帧:平装

isbn号码:9787561525944

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 化学实验
• 实训
• 高等教育
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• 化学
• 有机化合物
• 21世纪

《计算化学基础与应用：从理论到实践》 书籍定位： 本书旨在为化学、材料科学、药学等相关专业的学生和研究人员提供一套全面、深入且实用的计算化学学习指南。它不仅仅是理论知识的堆砌，更侧重于将复杂的量子力学和分子模拟原理转化为实际可操作的计算流程，帮助读者掌握利用现代计算工具解决实际化学问题的能力。全书结构紧凑，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛领域，特别强调了软件工具的使用和结果的准确解读。 核心内容概述： 第一部分：计算化学的理论基石 本部分致力于为读者构建坚实的理论框架，是理解后续计算方法的先决条件。 第一章：化学计算的必要性与历史沿革 探讨实验手段的局限性，阐述计算化学作为“第三种实验方法”的地位和价值。 简述计算化学从早期半经验方法到现代高精度量子化学方法的演进历程。 第二章：量子力学基础回顾 深入回顾薛定谔方程（定态与含时），强调波函数的物理意义。 详细介绍分子轨道理论（MO），包括原子轨道、分子轨道和基组的概念。 重点解析： 玻恩-奥本海默近似（Born-Oppenheimer Approximation）在计算化学中的核心作用及其限制。 第三章：从薛定谔方程到近似方法 Hartree-Fock (HF) 方法： 详细讲解变分原理、Fock算符的构造，以及自洽场（SCF）迭代过程的数学细节。分析HF方法的固有缺陷，如电子相关能的缺失。 Post-HF方法： 系统介绍如何引入电子相关能的修正。重点阐述耦合簇（Coupled Cluster, CC）理论（特别是CCSD(T)的精度与成本）和Møller-Plesset微扰理论（MP2, MP4）的原理和适用范围。 第四章：密度泛函理论（DFT）的深入剖析 阐述霍恩伯格-康恩（Hohenberg-Kohn）定理，DFT的理论基础。 详细分类和比较当前主流的交换关联泛函：LDA、GGA（如PBE, BLYP）、元GGA和混合泛函（如B3LYP, $omega$B97X-D）。 讨论泛函选择对计算结果（几何结构、能量、能隙）的敏感性，并提供选择指南。 第二部分：分子结构与性质的计算 本部分将理论与实际操作紧密结合，指导读者进行静态分子性质的计算。 第五章：几何优化与振动分析 详细阐述能量最小化算法（如牛顿法、准牛顿法、共轭梯度法）在寻找驻点中的应用。 关键实践： 如何在优化过程中判断收敛标准（梯度、位移和能量变化）。 振动分析：计算 Hessian 矩阵，如何通过频率分析确定结构是真驻点（所有频率为正）还是鞍点（一个或多个虚频）。 零点能校正和热力学量的计算。 第六章：电子结构与光谱预测 激发态计算： 介绍时间依赖性密度泛函理论（TD-DFT）在预测紫外-可见吸收光谱中的应用。 计算电荷分布：探究静电势（ESP）和Mulliken/NBO电荷分析的意义和局限性。 讨论计算偶极矩、四极矩和极化率的方法及其在分子识别中的作用。 第七章：反应机理与过渡态的确定 反应路径的识别：从反应物到产物的能量面搜索。 过渡态（TS）的定位与验证： 如何利用鞍点搜索算法定位TS，并通过频率分析（一个虚频）确认其为一级鞍点。 反应性指标： 软硬酸碱理论（Fukui函数、局域化学势）在预测反应位点上的应用。 第三部分：分子模拟与大体系计算 超越单分子的视角，本部分聚焦于模拟分子集合体和宏观过程。 第八章：分子力学与经典模拟 力场原理： 详细讲解势能函数（如AMBER, CHARMM, OPLS）的组成部分（键合项、非键合项）。 力场的适用性：讨论力场参数化对计算结果的决定性影响，以及如何选择合适的力场。 蒙特卡洛（MC）模拟： 介绍 Metropolis 算法及其在统计采样的应用。 第九章：分子动力学（MD）模拟 动力学模拟的理论基础： 牛顿运动方程的数值积分（如Velocity Verlet算法）。 边界条件与采样问题： 周期性边界条件（PBC）的设置、长程相互作用（静电和范德华）的处理（如PME方法）。 热力学系综： NVE, NVT, NPT系综的实现与应用。 数据分析： 径向分布函数（RDF）、均方位移（MSD）和构象采样效率的评估。 第十章：高级应用与软件实践 本章将读者引向计算化学的前沿应用领域，并强调工具链的整合能力。 计算化学软件生态： 介绍主流量子化学包（如Gaussian, ORCA, Q-Chem）和分子动力学包（如GROMACS, LAMMPS, Desmond）的基本操作流程。 工作流的自动化： 脚本语言（如Python）在数据预处理、任务提交和结果后处理中的集成应用。 面向特定领域的应用案例： 药物化学： 结合分子对接（Docking）与QM/MM方法评估配体-受体相互作用。 材料科学： 晶体结构预测与固体能带结构计算的初步探讨。 计算光谱学： 预测Raman、IR和NMR位移。 总结与展望： 全书不仅提供详尽的公式推导和理论背景，更通过大量软件实例和图表，引导读者将理论知识转化为解决实际化学问题的能力。阅读本书后，读者将能够独立设计、执行和批判性地评估复杂的计算化学项目。 适用对象： 高等院校化学、化工、药学、材料科学及相关专业的本科高年级学生、研究生，以及需要将计算方法应用于科研工作中的青年教师和研究人员。 ---

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这本书的实用性真的没得说，感觉完全是从实际教学和学生需求出发的。它不仅仅满足了我们完成实验课的基本要求，更是在很多细节上超出了预期。我尤其看重书中对“仪器维护和保养”的讲解。虽然这不是实验操作的核心，但却是保证实验顺利进行的重要环节。书中详细介绍了各种常用仪器的日常维护方法，比如如何清洗玻璃仪器，如何检查气密性，如何为仪器进行校准等等。这些看似琐碎的知识，却能大大延长仪器的使用寿命，减少不必要的损耗，并且保证实验数据的准确性。我之前对仪器的保养总是不太在意，但读了这本书，才意识到它的重要性。此外，书中还提供了一些关于“废弃物处理”的指导。有机化学实验中会产生大量的化学废弃物，如何安全、环保地处理这些废弃物，是一个非常重要的问题。书中对此有详细的分类和处理建议，这让我能够在实验结束后，更加负责任地处理好实验的收尾工作，培养了我们良好的科研习惯和环保意识。

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这本书的结构设计简直太人性化了！我最看重的是实验前的理论铺垫，通常很多实验书上来就讲操作，让人云里雾里。但这本书在每个实验单元开始之前，都有一段简明扼要的理论背景介绍，解释了为什么要进行这个实验，涉及哪些重要的反应机理，以及这个实验在有机化学中的地位。这对于我们理解实验的意义至关重要，避免了“知其然不知其所以然”的尴尬。更绝的是，对于一些核心概念，比如产率的影响因素、副反应的产生原因、分离提纯的原理等，书中都做了深入浅出的阐述，配以精美的图示，让那些看似枯燥的概念变得容易理解。我特别喜欢那些“实验技巧分享”和“安全注意事项”板块，这些往往是老师在课堂上反复强调却又容易被忽略的部分。书中能够系统地列出，并且还会有一些“常见错误及纠正”的建议，这简直就是我们这种新手小白的“救命稻草”！感觉作者团队真的是站在我们读者的角度，把我们可能遇到的困难都提前考虑到了。而且，它还强调了“绿色化学”的理念，在实验设计和操作建议中，都融入了环保和可持续发展的思想，这不仅符合时代潮流，也让我们在实践中培养了环保意识，这比单纯的学习实验操作更有意义。我真的觉得，这本书不仅仅是教会我们做实验，更是教会我们如何“做个好化学家”。

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这本书的内容非常丰富，涵盖了有机化学实验的方方面面。让我印象深刻的是，书中不仅仅局限于对一些经典有机反应的介绍，还融入了一些与现代有机合成相关的技术和概念。例如，书中对一些“催化反应”的介绍，以及对“不对称合成”的一些初步探讨，都让我感受到了有机化学的时代气息。我之前总以为有机化学实验只是那些陈旧的反应，但这本书让我看到了有机化学蓬勃发展的生命力。而且，书中对于一些“仪器分析”方法的介绍，也做得非常出色。比如，对于核磁共振谱（NMR）、红外光谱（IR）、质谱（MS）等现代分析技术，书中都进行了详细的讲解，并给出了如何解读这些谱图的入门指导。这对于我们理解和确认实验产物的结构至关重要。我之前对这些谱图总是有种“看不懂”的感觉，但这本书的讲解，让我能够初步理解这些谱图的含义，并能够将它们与实验结果联系起来。总而言之，这本书不仅是一本优秀的实验教材，更是一本引导我们认识现代有机化学前沿的启蒙读物。

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这本书的编排结构非常清晰，每一章的实验都遵循着一套固定的模式：目的、原理、试剂和仪器、实验步骤、结果与讨论、思考题。这样的结构非常便于查找和学习，而且能够帮助我们形成一套完整的实验思路。我尤其喜欢“结果与讨论”部分。它不仅仅是要求我们记录实验数据，更重要的是引导我们去分析数据，解释实验结果，并与理论预期进行对比。对于一些可能出现的偏差，书中也给出了一些可能的解释方向。这大大锻炼了我们的分析能力和批判性思维。我之前在做实验报告时，常常不知道如何“讨论”才能写得有深度，而这本书提供的范例和思路，让我茅塞顿开。它让我明白，实验报告不仅仅是实验过程的记录，更是对实验过程和结果的科学总结和反思。此外，书中还包含了一些“拓展阅读”的建议，推荐了一些相关的文献和书籍，这对于有志于深入研究有机化学的学生来说，非常有价值，能够引导我们进一步拓展知识的广度和深度。

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在学习有机化学的过程中，实验的掌握程度直接影响到我们对理论知识的理解深度。这本书在这方面做得尤为出色。它并非简单地罗列实验步骤，而是非常注重实验的逻辑性和递进性。从最基础的官能团鉴定实验，到中等的有机合成反应，再到更复杂的产物结构解析，循序渐进，难度层层递进，非常符合我们学习的认知规律。我特别欣赏书中对每个实验目的的清晰界定，以及对所需试剂、仪器、操作方法的详尽说明。那些图标化的仪器使用说明，以及步骤前的“关键提示”，大大降低了实验操作的门槛。更令我惊喜的是，书中对实验结果的预期和可能出现的现象都进行了预判，甚至还列出了“结果分析”的指导方向。这不仅仅是告诉我们“怎么做”，更是引导我们“怎么思考”。我常常会在做实验时遇到一些意外情况，不知道如何解释，而这本书提供的分析思路，恰恰能帮助我拨开迷雾，找到问题的根源。此外，书中还融入了一些现代有机化学实验技术，比如一些现代的色谱分离技术、波谱解析方法等，这让我们在基础实验的同时，也能接触到前沿的科学技术，拓宽了我们的视野。总之，这本书为我打开了一扇通往有机化学实验世界的大门，让我感受到了科学探索的乐趣与魅力。

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哇，拿到这本《有机化学实验与实训-21世纪高等院校精品课程》，简直太惊喜了！首先，书的装帧设计就非常吸引人，封面色彩搭配和谐，字体清晰，让人一看就觉得是精心制作的。拿到手里沉甸甸的，感觉内容肯定很充实。我一直对有机化学充满好奇，但总觉得理论知识有点抽象，这次希望能通过这本书的实践操作，将那些复杂的分子结构、反应机理变得生动起来。翻开目录，看到涵盖了从基础的官能团反应到复杂的合成路线设计，感觉非常全面，特别是那些“精选实验”部分，标题就足够让人跃跃欲试了，比如“XXX反应的优化与放大”，听起来就很有挑战性，也很实用。我特别期待书中对实验步骤的详细讲解，尤其是那些容易出错的关键点，希望书中能给出清晰的提示和注意事项，这样我这个初学者也能操作得更顺畅。而且，这本书既然是“精品课程”，想必在理论深度和实验设计上都有独到之处，希望能从中学习到一些老师们总结出来的宝贵经验，不仅仅是操作，更是实验背后的科学思考。它不仅仅是一本实验手册，更像是一本有机化学的“探险指南”，引导我们一步步揭开有机分子世界的奥秘。这本书的出现，让我对即将开始的有机化学实验课充满了期待，也让我相信，理论与实践的结合，才是学习有机化学的最佳途径。我迫不及待地想要动手实践，用自己的双手去创造、去验证书中的化学反应，去感受有机合成的魅力。

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对于一个初次接触有机化学实验的学生来说，最容易感到畏惧的就是实验的复杂性和潜在的危险性。而这本书恰恰在这方面给予了我极大的信心。在实验的开篇，书中就详细地列出了实验室内必须遵守的安全规范，并且在每一个实验的介绍中，都针对该实验可能存在的危险点进行了重点提示，比如易燃、易爆、有毒物质的使用方法以及相应的防护措施。这些细致入微的提醒，让我能够更加从容地面对实验，而不必因为担心安全问题而束手束脚。而且，书中对于实验仪器的正确使用方法也有非常清晰的图文说明，比如如何正确安装滴定管、如何使用旋转蒸发仪等，这些看似基础的操作，却往往是影响实验成败的关键。我之前在操作某些仪器时，总觉得心里没底，担心会损坏仪器或者操作不当，而这本书的讲解，让我对这些仪器的使用有了全面的了解，也更有信心去掌握它们。此外，书中还提供了一些“替代方案”或“应急处理”的建议，这对于在实验过程中可能出现的突发情况，能够提供及时的指导，大大提高了实验的成功率，也增强了我们的应变能力。

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拿到这本书，首先映入眼帘的是它非常规整的版式设计。每一页的内容都清晰明了，重点突出，阅读起来非常舒适，不会因为信息量过大而产生焦虑感。我尤其喜欢它在图文结合方面下的功夫。书中大量的反应方程式、结构式都绘制得非常标准，并且配色得当，使得复杂的化学式一目了然。对于一些关键的反应步骤，书中还配有精细的示意图，甚至是一些立体结构的展示，这对于我们理解分子的空间构型和反应的立体化学过程非常有帮助。我之前在一些其他的实验教材中，经常会因为对反应机理的空间理解不到位而感到困惑，而这本书在这方面做得非常到位，让我对一些反应的立体选择性和区域选择性有了更深刻的认识。另外，书中对于实验数据的记录和处理也有非常详细的指导。比如，如何准确记录实验过程中的温度、时间、pH值等参数，如何进行产率的计算，如何绘制熔点或沸点曲线等。这些细节的指导，对于培养严谨的实验态度至关重要。这本书不仅仅是在“教”我们做实验，更是在“指导”我们如何成为一个合格的科研工作者，从数据记录到结果分析，每一个环节都力求做到科学严谨。

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在学习有机化学理论知识时，我们常常会遇到一些概念上的瓶颈，比如抽象的反应机理、复杂的立体化学等等。这本书则巧妙地将这些理论知识与具体的实验操作相结合，让抽象的概念变得具体可感。在讲解每一个实验之前，书中都会对相关的理论知识进行简要的复习和梳理，并且会用非常形象的图示来解释复杂的反应机理。比如，对于一些亲电取代反应，书中会通过三维模型来展示电子云的分布以及进攻方向，这比单纯的二维图示更容易理解。我之前在学习芳香族化合物的亲电取代反应时，常常会纠结于取代基的定位效应，而这本书在相关的实验中，会通过具体的实验结果来印证这些理论，让我们直观地感受到不同取代基对反应区域选择性的影响。这种理论与实践的紧密结合，极大地加深了我对有机化学概念的理解，让我能够将书本上的知识融会贯通，并应用到实际的实验操作中。它让我明白，理论知识是指导实践的，而实践则能检验和深化理论。

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这本书最让我感到惊艳的一点，是它在实验设计中的“创新性”和“启发性”。它不仅仅是照搬经典的实验，而是融入了一些现代化的改进和优化。比如，在一些涉及产率不高或者分离困难的反应中，书中会给出一些提高产率的策略，或者采用更高效的分离方法，这让我看到了有机合成实验的不断发展和进步。我特别喜欢书中一些“拓展实验”和“思考题”的设计。这些部分鼓励我们进行更深入的探索，比如改变反应条件，尝试合成类似的化合物，或者去查阅相关的文献来解决实验中的疑问。这不仅仅是在完成老师布置的任务，更是激发了我们主动学习和研究的兴趣。它让我明白，学习有机化学实验，不仅仅是要掌握操作技能，更重要的是培养科学思维和解决问题的能力。书中对这些思考题的引导非常到位，它不会直接给出答案，而是给出一些提示性的方向，引导我们自己去思考、去查找资料、去总结规律。这种“授人以鱼不如授人以渔”的教学理念，让我觉得这本书真的非常有价值。

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